《志鸿全优设计》2013-2014学年高中物理人教选修3-4单元检测：第十二章 机械波（含答案）
文档属性
| 名称 | 《志鸿全优设计》2013-2014学年高中物理人教选修3-4单元检测：第十二章 机械波（含答案） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 5.8MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2014-05-28 13:26:31 | ||
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文档简介
物理人教3-4第十二章 机械波单元检测
(时间：90分钟 满分：100分)
一、选择题(共8小题，每题5分，共40分)
1．下列关于波的衍射的说法正确的是( )
A．衍射是一切波特有的现象
B．对同一列波，缝、孔或障碍物越小衍射现象越明显
C．只有横波才能发生衍射现象，纵波不能发生衍射现象
D．声波容易发生衍射现象是由于声波波长较大
2．一列横波在某时刻的波形图象如图所示，此时质点F的运动方向向下，则下列说法正确的是( )
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
A．波水平向右传播
B．质点H与质点F的运动方向相同
C．质点C比质点B先回到平衡位置
D．此时刻质点C的加速度为零
3．在学到“机械振动与机械波”时，四位同学就自己看到的现象，发表自己的观点，让你从物理学的角度来看，你认为他们谁说的对( )
小张说：医生用听诊器是利用了固体可以传递机械波。
小王说：军队过桥时不能齐步走，就是因为怕产生共振，损坏了桥，火车过铁桥时要减速，也是同样的道理。
小李说：我家的木板门，春夏季听不到响声，一到秋冬季节，就开始嘭嘭作响，这是风吹振动的。
小赵说：树叶在水面上下振动说明，机械波并不向外传递介质。
A．小张说的对 B．小王说的对
C．小李说的对 D．小赵说的对
4．如图所示为一横波发生器的显示屏，可以 ( http: / / www.21cnjy.com )显示出波由0点从左向右传播的图象，屏上每一小格长度为1 cm。在t＝0时刻横波发生器上能显示的波形如图所示。因为显示屏的局部故障，造成从水平位置A到B之间(不包括A、B两处)的波形无法被观察到(故障不影响波在发生器内传播)。此后的时间内，观察者看到波形相继传经B、C处，在t＝5.5 s时，观察者看到B处恰好第三次出现波谷，下列判断正确的是( )
HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
A．该波的振幅为10 cm
B．该波的波长为12 cm
C．该波的周期为2 s
D．在t＝5.5 s时，C处应显示为波峰
5．A、B两列波在某时刻的波形如图所示，经 ( http: / / www.21cnjy.com )过t＝TA时间(TA为波A的周期)，两波再次出现如图波形，则两波的波速之比vA∶vB不可能的是( )
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A．1∶3 B．1∶2
C．2∶1 D．3∶1
6.一列横波在某时刻的波形图如图中实线所示，经2×10－2 s后的波形图如图中虚线所示，则该波的波速v和频率f可能是( )
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A．v为5 m/s B．v为35 m/s
C．f为50 Hz D．f为37.5 Hz
7．如图所示，沿x轴正方向传播的一列简谐横波在某时刻的波形图为一正弦曲线，其波速为200 m/s，下列说法中正确的是( )
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A．图示时刻质点b的加速度正在减小
B．从图示时刻开始，经过0.01 s，质点a通过的路程为20 cm
C．若此波遇到另一列波并发生稳定的干涉现象，则另一列波的频率为50 Hz
D．若该波传播中遇到宽约4 m的障碍物，能发生明显的衍射现象
8．如图所示，S1、S2是振动情况完全相同的两个机械波波源，振幅为A。a、b、c三点分别位于S1、S2连线的中垂线上，且ab＝bc，某时刻a是两列波的波峰相遇点，c是两列波的波谷相遇点。则( )
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A．a处质点的位移始终为2A
B．c处质点的位移始终为－2A
C．b处质点的振幅为2A
D．c处质点的振幅为2A
二、填空作图题(每题10分，共20分)
9．沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝0时的波形如图所示，P、Q两个质点的平衡位置分别位于x＝3.5 m和x＝6.5 m处。在t1＝0.5 s时，质点P恰好第二次处于波峰位置；则t2＝________ s时，质点Q此后第二次在平衡位置且向上运动；当t1＝0.9 s时，质点P的位移为________ cm。
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10．质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动2、3、4…各个质点依次上下运动，把振动从绳左端传到右端，已知t＝0时质点1开始向上振动，t＝时质点1到达上方最大位移处，质点5开始向上运动，t＝时，质点5振动方向________，质点8的振动方向________(填“向上”“向下”“向左”或“向右”)。
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三、计算题(每题20分，共40分)
11．在某介质中形成一列简谐波，t＝0时刻 ( http: / / www.21cnjy.com )的波形如图中的实线所示。若波向右传播，零时刻刚好传到A点，且再经过0.6 s，P点也开始起振，求：
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(1)该列波的周期T为多少？
(2)从t＝0时起到P点第一次达到波峰时止，O点对平衡位置的位移y0及其所经过的路程s0各为多少？
12．如图所示，O是波源，a、b是波传播方向上两质点的平衡位置，且Oa＝3 m，ab＝2 m，开始时各质点均静止在平衡位置，某时刻波源O开始向上做振幅0.1 m的简谐运动，经0.5 s，O点运动的路程为0.5 m，且质点b开始振动。
(1)求波速；
(2)从b开始振动计时，画出质点a的振动图象(至少画出一个周期)。
参考答案
1. 答案：ABD 点拨：衍射是一切波特有的现象，所以选项A对、C错；发生明显的衍射现象是有条件的，只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长差不多或比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象，所以选项B是正确的；声波的波长在1.7 cm到17 m之间，一般常见的障碍物或孔的大小可与之相比，正是由于声波波长较大，声波容易发生衍射现象，所以选项D也是正确的。
2. 答案：C 点拨：由于 ( http: / / www.21cnjy.com )质点F要追随和它邻近的且离波源近的质点运动，又知道质点F的运动方向是向下的，则与它邻近的离波源近的质点的位置应在它的下方，对照图象可以判定出波源在质点F的右方，故波是向左传播的，所以选项A是错误的；与质点H邻近的并且离波源稍近的质点I的位置在质点H的上方，则质点H的运动方向是向上的，所以选项B也是错误的；用同样的方法可以判断出质点C要向下运动直接回到平衡位置，而质点B则要先向上运动到达最大位移处后再返回平衡位置，这样质点C要比质点B先回到平衡位置，故选项C是正确的；质点C此时处在最大位移处，其加速度最大，所以选项D是错误的。
3. 答案：ABD 点拨：固体可以较好 ( http: / / www.21cnjy.com )地传递机械波，A正确。共振时，振幅达最大值，可以产生很大的破坏作用，B正确。春夏季潮湿，秋冬季节干燥，干燥时木板会收缩，产生响声，C错误。机械波是机械振动形式向外传递，是能量向外传递，介质只在原地附近振动，不向外传递。D正确。
4. 答案：BCD 点拨：由波形可知，该波的振幅为5 cm，波长为12 cm，选项A错误，选项B正确。在t＝5.5 s时，观察者看到B处恰好第三次出现波谷，则＝5.5 s，所以T＝2 s，选项C正确。B、C两质点水平间距为半波长，在t＝5.5 s时，B处于波谷，C必然处于波峰。选项D正确。
5. 答案：D 点拨：该题考查波的传播规律。对A波，波长λA＝，对B波，波长λB＝，要使B波经t＝TA出现如图所示波形，则t＝nTB，即TA＝nTB(n＝1,2,3…)，TB＝，A波波速vA＝＝，B波波速vB＝＝ HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" (n＝1,2,3…)，所以(n＝1,2,3…)，因此选项D错误。
6. 答案：ABD 点拨：由两时刻 ( http: / / www.21cnjy.com )的波形图可以直接读出：若波向右传播时波传播的最小距离为0.9 m；若波向左传播时，波传播的最小距离为0.3 m。λ＝0.4 m，考虑到波形图的时间、空间周期性知，这列波向右、向左可能传播的距离分别是：
s右＝(nλ＋0.9)m＝(0.4n＋0.9)m，(n＝0,1,2，…)
s左＝(nλ＋0.3)m＝(0.4n＋0.3)m，(n＝0,1,2，…)
向右、向左传播对应的周期分别为T右、T左，则：
Δt＝2×10－2 s＝nT右＋(n＝0,1,2，…)或Δt＝nT左＋(n＝0,1,2，…)
由v＝得，v右＝＝(20n＋5)m/s，v左＝＝(20n＋15)m/s
由f＝得，f右＝(50n＋12.5)Hz，f左＝(50n＋37.5) Hz
令n取不同的值可得A、B、D选项正确。
7. 答案：CD 点拨：该题考查波动图象及波的特征。波沿x轴正方向传播，b质点振动方向沿y轴负方向，位移增大，加速度增大，选项A错误；波的周期T＝ s＝0.02 s，从图示时刻，经0.01 s，a从波峰到达波谷，通过的路程为2A＝40 cm，选项B错误；稳定干涉的条件是两列波频率相同，该列波f＝＝50 Hz，因此选项C正确；发生明显衍射的条件是波的波长大于障碍物的尺寸，或与障碍物的尺寸可相比拟，该波波长为4 m，传播过程中遇到宽约4 m的障碍物时可发生明显衍射现象，选项D正确。
8. 答案：CD 点拨：因为a、b ( http: / / www.21cnjy.com )、c三点均在S1S2的中垂线上，则各点到S1、S2的距离相等，S1与S2到各点的波程差为零，S1与S2是相同的，在a、b、c各点是同相相遇振动加强，振动加强并不是位移不变，振幅最大为2A，则选项C、D正确。
9．答案：0.6 2 点拨：由波形图和波的传播方向，确定质点PQ的振动方向，由P点的振动情况求解周期，然后由Q的条件求解。
由题知t1＝则T＝0.4 s，由Q质点的振动情况知t2＝＝0.6 s，由振动情况知t＝0.9 s时，质点P在波峰处，其位移为2 cm。
10. 答案：向下 向下
点拨：t＝时刻质点5开始向上振动，时刻质点5已经振动半个周期回到平衡位置再向下振动。设质点间距离均为L，传到质点8的时间t2＝，从质点1开始振动经时间质点5开始振动，v＝＝，t2＝，从到质点8已振动了，从开始向上振动到最大位移经时间，因此时质点8已从正向最大位移处向下振动。
11. 答案：(1)0.2 s (2)－2 cm 0.3 m
点拨：(1)由图象可知，λ＝2 m，A＝2 cm，
波速v＝＝ m/s＝10 m/s，
由v＝，得T＝＝0.2 s。
(2)由t＝0至P点第一次到达波峰止，波要向前平移3.75个波长，经历的时间Δt2＝Δt1＋＝0.75 s＝，而t＝0时O点的振动方向竖直向上(沿y轴正方向)，故经Δt2时间，O点振动到波谷，即y0＝－2 cm，O点经过的路程s0＝n·4A＝(3＋3/4)·4A＝0.3 m。
12. 答案：(1)10 m/s (2)如图乙所示
点拨：该题考查了波动和振动的关系。
(1)0.5 s内波传播距离为Ob＝5 m，
所以波速v＝ m/s＝10 m/s。
(2)O点从平衡位置开始向上振动，开始位移为零，振幅为A＝0.1 m，经0.5 s经过路程为0.5 m，该时间内恰好完成了5A的路程，因此t＝，T＝×0.5 s＝0.4 s。
该波波长为λ＝vT＝10×0.4 m＝4 m。
b开始振动时，波形如图甲所示，此时a点振动方向向下，因此此后a点振动图象如图乙所示。
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(时间：90分钟 满分：100分)
一、选择题(共8小题，每题5分，共40分)
1．下列关于波的衍射的说法正确的是( )
A．衍射是一切波特有的现象
B．对同一列波，缝、孔或障碍物越小衍射现象越明显
C．只有横波才能发生衍射现象，纵波不能发生衍射现象
D．声波容易发生衍射现象是由于声波波长较大
2．一列横波在某时刻的波形图象如图所示，此时质点F的运动方向向下，则下列说法正确的是( )
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A．波水平向右传播
B．质点H与质点F的运动方向相同
C．质点C比质点B先回到平衡位置
D．此时刻质点C的加速度为零
3．在学到“机械振动与机械波”时，四位同学就自己看到的现象，发表自己的观点，让你从物理学的角度来看，你认为他们谁说的对( )
小张说：医生用听诊器是利用了固体可以传递机械波。
小王说：军队过桥时不能齐步走，就是因为怕产生共振，损坏了桥，火车过铁桥时要减速，也是同样的道理。
小李说：我家的木板门，春夏季听不到响声，一到秋冬季节，就开始嘭嘭作响，这是风吹振动的。
小赵说：树叶在水面上下振动说明，机械波并不向外传递介质。
A．小张说的对 B．小王说的对
C．小李说的对 D．小赵说的对
4．如图所示为一横波发生器的显示屏，可以 ( http: / / www.21cnjy.com )显示出波由0点从左向右传播的图象，屏上每一小格长度为1 cm。在t＝0时刻横波发生器上能显示的波形如图所示。因为显示屏的局部故障，造成从水平位置A到B之间(不包括A、B两处)的波形无法被观察到(故障不影响波在发生器内传播)。此后的时间内，观察者看到波形相继传经B、C处，在t＝5.5 s时，观察者看到B处恰好第三次出现波谷，下列判断正确的是( )
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A．该波的振幅为10 cm
B．该波的波长为12 cm
C．该波的周期为2 s
D．在t＝5.5 s时，C处应显示为波峰
5．A、B两列波在某时刻的波形如图所示，经 ( http: / / www.21cnjy.com )过t＝TA时间(TA为波A的周期)，两波再次出现如图波形，则两波的波速之比vA∶vB不可能的是( )
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A．1∶3 B．1∶2
C．2∶1 D．3∶1
6.一列横波在某时刻的波形图如图中实线所示，经2×10－2 s后的波形图如图中虚线所示，则该波的波速v和频率f可能是( )
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A．v为5 m/s B．v为35 m/s
C．f为50 Hz D．f为37.5 Hz
7．如图所示，沿x轴正方向传播的一列简谐横波在某时刻的波形图为一正弦曲线，其波速为200 m/s，下列说法中正确的是( )
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A．图示时刻质点b的加速度正在减小
B．从图示时刻开始，经过0.01 s，质点a通过的路程为20 cm
C．若此波遇到另一列波并发生稳定的干涉现象，则另一列波的频率为50 Hz
D．若该波传播中遇到宽约4 m的障碍物，能发生明显的衍射现象
8．如图所示，S1、S2是振动情况完全相同的两个机械波波源，振幅为A。a、b、c三点分别位于S1、S2连线的中垂线上，且ab＝bc，某时刻a是两列波的波峰相遇点，c是两列波的波谷相遇点。则( )
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A．a处质点的位移始终为2A
B．c处质点的位移始终为－2A
C．b处质点的振幅为2A
D．c处质点的振幅为2A
二、填空作图题(每题10分，共20分)
9．沿x轴正方向传播的简谐横波在t＝0时的波形如图所示，P、Q两个质点的平衡位置分别位于x＝3.5 m和x＝6.5 m处。在t1＝0.5 s时，质点P恰好第二次处于波峰位置；则t2＝________ s时，质点Q此后第二次在平衡位置且向上运动；当t1＝0.9 s时，质点P的位移为________ cm。
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10．质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动2、3、4…各个质点依次上下运动，把振动从绳左端传到右端，已知t＝0时质点1开始向上振动，t＝时质点1到达上方最大位移处，质点5开始向上运动，t＝时，质点5振动方向________，质点8的振动方向________(填“向上”“向下”“向左”或“向右”)。
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三、计算题(每题20分，共40分)
11．在某介质中形成一列简谐波，t＝0时刻 ( http: / / www.21cnjy.com )的波形如图中的实线所示。若波向右传播，零时刻刚好传到A点，且再经过0.6 s，P点也开始起振，求：
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(1)该列波的周期T为多少？
(2)从t＝0时起到P点第一次达到波峰时止，O点对平衡位置的位移y0及其所经过的路程s0各为多少？
12．如图所示，O是波源，a、b是波传播方向上两质点的平衡位置，且Oa＝3 m，ab＝2 m，开始时各质点均静止在平衡位置，某时刻波源O开始向上做振幅0.1 m的简谐运动，经0.5 s，O点运动的路程为0.5 m，且质点b开始振动。
(1)求波速；
(2)从b开始振动计时，画出质点a的振动图象(至少画出一个周期)。
参考答案
1. 答案：ABD 点拨：衍射是一切波特有的现象，所以选项A对、C错；发生明显的衍射现象是有条件的，只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长差不多或比波长更小时，才能观察到明显的衍射现象，所以选项B是正确的；声波的波长在1.7 cm到17 m之间，一般常见的障碍物或孔的大小可与之相比，正是由于声波波长较大，声波容易发生衍射现象，所以选项D也是正确的。
2. 答案：C 点拨：由于 ( http: / / www.21cnjy.com )质点F要追随和它邻近的且离波源近的质点运动，又知道质点F的运动方向是向下的，则与它邻近的离波源近的质点的位置应在它的下方，对照图象可以判定出波源在质点F的右方，故波是向左传播的，所以选项A是错误的；与质点H邻近的并且离波源稍近的质点I的位置在质点H的上方，则质点H的运动方向是向上的，所以选项B也是错误的；用同样的方法可以判断出质点C要向下运动直接回到平衡位置，而质点B则要先向上运动到达最大位移处后再返回平衡位置，这样质点C要比质点B先回到平衡位置，故选项C是正确的；质点C此时处在最大位移处，其加速度最大，所以选项D是错误的。
3. 答案：ABD 点拨：固体可以较好 ( http: / / www.21cnjy.com )地传递机械波，A正确。共振时，振幅达最大值，可以产生很大的破坏作用，B正确。春夏季潮湿，秋冬季节干燥，干燥时木板会收缩，产生响声，C错误。机械波是机械振动形式向外传递，是能量向外传递，介质只在原地附近振动，不向外传递。D正确。
4. 答案：BCD 点拨：由波形可知，该波的振幅为5 cm，波长为12 cm，选项A错误，选项B正确。在t＝5.5 s时，观察者看到B处恰好第三次出现波谷，则＝5.5 s，所以T＝2 s，选项C正确。B、C两质点水平间距为半波长，在t＝5.5 s时，B处于波谷，C必然处于波峰。选项D正确。
5. 答案：D 点拨：该题考查波的传播规律。对A波，波长λA＝，对B波，波长λB＝，要使B波经t＝TA出现如图所示波形，则t＝nTB，即TA＝nTB(n＝1,2,3…)，TB＝，A波波速vA＝＝，B波波速vB＝＝ HYPERLINK "http://www.21cnjy.com" (n＝1,2,3…)，所以(n＝1,2,3…)，因此选项D错误。
6. 答案：ABD 点拨：由两时刻 ( http: / / www.21cnjy.com )的波形图可以直接读出：若波向右传播时波传播的最小距离为0.9 m；若波向左传播时，波传播的最小距离为0.3 m。λ＝0.4 m，考虑到波形图的时间、空间周期性知，这列波向右、向左可能传播的距离分别是：
s右＝(nλ＋0.9)m＝(0.4n＋0.9)m，(n＝0,1,2，…)
s左＝(nλ＋0.3)m＝(0.4n＋0.3)m，(n＝0,1,2，…)
向右、向左传播对应的周期分别为T右、T左，则：
Δt＝2×10－2 s＝nT右＋(n＝0,1,2，…)或Δt＝nT左＋(n＝0,1,2，…)
由v＝得，v右＝＝(20n＋5)m/s，v左＝＝(20n＋15)m/s
由f＝得，f右＝(50n＋12.5)Hz，f左＝(50n＋37.5) Hz
令n取不同的值可得A、B、D选项正确。
7. 答案：CD 点拨：该题考查波动图象及波的特征。波沿x轴正方向传播，b质点振动方向沿y轴负方向，位移增大，加速度增大，选项A错误；波的周期T＝ s＝0.02 s，从图示时刻，经0.01 s，a从波峰到达波谷，通过的路程为2A＝40 cm，选项B错误；稳定干涉的条件是两列波频率相同，该列波f＝＝50 Hz，因此选项C正确；发生明显衍射的条件是波的波长大于障碍物的尺寸，或与障碍物的尺寸可相比拟，该波波长为4 m，传播过程中遇到宽约4 m的障碍物时可发生明显衍射现象，选项D正确。
8. 答案：CD 点拨：因为a、b ( http: / / www.21cnjy.com )、c三点均在S1S2的中垂线上，则各点到S1、S2的距离相等，S1与S2到各点的波程差为零，S1与S2是相同的，在a、b、c各点是同相相遇振动加强，振动加强并不是位移不变，振幅最大为2A，则选项C、D正确。
9．答案：0.6 2 点拨：由波形图和波的传播方向，确定质点PQ的振动方向，由P点的振动情况求解周期，然后由Q的条件求解。
由题知t1＝则T＝0.4 s，由Q质点的振动情况知t2＝＝0.6 s，由振动情况知t＝0.9 s时，质点P在波峰处，其位移为2 cm。
10. 答案：向下 向下
点拨：t＝时刻质点5开始向上振动，时刻质点5已经振动半个周期回到平衡位置再向下振动。设质点间距离均为L，传到质点8的时间t2＝，从质点1开始振动经时间质点5开始振动，v＝＝，t2＝，从到质点8已振动了，从开始向上振动到最大位移经时间，因此时质点8已从正向最大位移处向下振动。
11. 答案：(1)0.2 s (2)－2 cm 0.3 m
点拨：(1)由图象可知，λ＝2 m，A＝2 cm，
波速v＝＝ m/s＝10 m/s，
由v＝，得T＝＝0.2 s。
(2)由t＝0至P点第一次到达波峰止，波要向前平移3.75个波长，经历的时间Δt2＝Δt1＋＝0.75 s＝，而t＝0时O点的振动方向竖直向上(沿y轴正方向)，故经Δt2时间，O点振动到波谷，即y0＝－2 cm，O点经过的路程s0＝n·4A＝(3＋3/4)·4A＝0.3 m。
12. 答案：(1)10 m/s (2)如图乙所示
点拨：该题考查了波动和振动的关系。
(1)0.5 s内波传播距离为Ob＝5 m，
所以波速v＝ m/s＝10 m/s。
(2)O点从平衡位置开始向上振动，开始位移为零，振幅为A＝0.1 m，经0.5 s经过路程为0.5 m，该时间内恰好完成了5A的路程，因此t＝，T＝×0.5 s＝0.4 s。
该波波长为λ＝vT＝10×0.4 m＝4 m。
b开始振动时，波形如图甲所示，此时a点振动方向向下，因此此后a点振动图象如图乙所示。
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